• The Journal of Advanced Prosthodontics
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• 제8권3호
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• pp.235-240
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• 2016

PURPOSE. In this study, the aim of this study was to evaluate the effect of implant surface treatment on cell differentiation of osteoblast cells. For this purpose, three surfaces were compared: (1) a modified SLA (MSLA: sand-blasted with large grit, acid-etched, and immersed in 0.9% NaCl), (2) a laser treatment (LT: laser treatment) titanium surface and (3) a laser and acid-treated (LAT: laser treatment, acid-etched) titanium surface. MATERIALS AND METHODS. The MSLA surfaces were considered as the control group, and LT and LAT surfaces as test groups. Alkaline phosphatase expression (ALP) was used to quantify osteoblastic differentiation of MC3T3-E1 cell. Surface roughness was evaluated by a contact profilometer (URFPAK-SV; Mitutoyo, Kawasaki, Japan) and characterized by two parameters: mean roughness (Ra) and maximum peak-to-valley height (Rt). RESULTS. Scanning electron microscope revealed that MSLA (control group) surface was not as rough as LT, LAT surface (test groups). Alkaline phosphatase expression, the measure of osteoblastic differentiation, and total ALP expression by surface-adherent cells were found to be highest at 21 days for all three surfaces tested (P<.05). Furthermore, ALP expression levels of MSLA and LAT surfaces were significantly higher than expression levels of LT surface-adherent cells at 7, 14, and 21 days, respectively (P<.05). However, ALP expression levels between MSLA and LAT surface were equal at 7, 14, and 21 days (P>.05). CONCLUSION. This study suggested that MSLA and LAT surfaces exhibited more favorable environment for osteoblast differentiation when compared with LT surface, the results that are important for implant surface modification studies.

• 생명과학회지
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• 제14권6호
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• pp.967-974
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• 2004

골조직은 골아세포, 파골세포, 골세포 등으로 구성되며, 골개조시 여러 인자가 세포증식, 분화, 활성화 및 골대사 조절에 관여한다. 이때 조골세포의 활성은 골형성에 중요하므로, 본 연구에서는 MC3T3-E1 조골세포주를 이용하여 식용자원인 복분자의 조골세포의 증식과 분화활성에 미치는 영향을 조사하였다. 복분자 추출물이 조골세포의 성장에 미치는 영향을 MTT 검색법으로 조사한 결과, 복분자 추출물 $10\;{\mu}g/mL$ 처리시 대조군과 비교하여 $142\%$ 증가하여 조골세포에 대해 높은 성장률을 보였다. 복분자 추출물이 ALP 효소 활성에 미치는 영향을 3일 간격으로 배지교환 및 시료처리를 하면서 27일 동안 배양시간에 따른 변화를 측정하여 조사하였다. 그 결과, 농도 1, 10, $100\;{\mu}g/mL$ 처리시 $100\;{\mu}g/mL$을 제외한 나머지 분획물들이 시간이 지남에 따라 ALP 활성을 증가시켰고, $10\;{\mu}g/mL$ 농도의 추출물은 27일째에 대조군에 비해 약 2.6배 이상, 양성대조군에 비해 약 1.5배 이상 ALP 활성을 증가시켰다. 복분자 추출물은 다시 ALP 효소 염색법과 Alizarin Red 염색으로 조골세포의 ALP활성유도, 분화와 석회화 형성능을 재확인하였으며 골기질 유전자의 발현의 변화도 확인하였다. 따라서 종래의 골질환에 좋다고 알려진 식품인 복분자 추출물이 양성대조군에 비해 빠르게 세포 증식과 분화를 유도하고 있어 앞으로 복분자에 대한 좀 더 깊은 분자생물학 수준 등의 구체적인 연구들과 기작연구가 지속적으로 이루어져야 할 것이라 추측된다.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제20권1호
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• pp.89-95
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• 2012

Poncirus trifoliata fruit (PTF) affects the digestive and cardiovascular systems, and kidney function. The authors studied the effects of ethyl acetate (EtOAc) extract of PTF on the activities of osteoblasts and in an animal model. The main compounds of the EtOAc extract, naringin and poncirin have been confirmed by HPLC and NMR analysis. Effects of osteoblastic differentiation were measured by alkaline phosphatase (ALP) activity, osteopontin (OPN) protein expression and osteoprotegerin (OPG) mRNA expression in MC3T3-E1 cells. Also, osteoclast differentiation was measured by multinucleated cells (MNCs) formation through tartrate resistance acid phosphatase (TRAP)-positive staining. Bone mineral density (BMD) was measured before and after treatment with EtOAc extract of PTF in prednisolone-induced osteoporotic mice. Dexamethasone (DEX) decreased OPN and OPG expression level in MC3T3-E1 cells and ALP activity was decreased by DEX dose-dependently. EtOAc extract of PTF recovered the levels of ALP activity, and the expression of OPN and OPG in MC3T3-E1 cells treated with DEX. In osteoclast differentiation, multinucleated TRAP-positive cell formation was significantly suppressed by the EtOAc extract of PTF. Total body BMD was restored by EtOAc extract of PTF in prednisolone-induced osteoporotic mice. In conclusion, EtOAc extract of PTF recovered DEX-mediated deteriorations in osteoblastic and osteoclastic functions, and increased BMD in glucocorticoid-induced osteoporosis.

• Natural Product Sciences
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• 제11권2호
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• pp.103-108
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• 2005

Bioflavone quercetin is thought to have an important role to inhibit bone loss by affecting osteoclastogenesis and regulating a number of systemic and local factors such as hormones and cytokines. In this study, we examined how quercetin acts on cytokine production and mineralization of osteoblast in the presence of tumor necrosis factor-alpha $(TNF-{\alpha})$ which has been known to play a pivotal role in bone metabolic diseases. Quercetin inhibited $TNF-{\alpha}-induced$ secretion of $IFN-{\gamma}$ and IL-6 in differentiated MC3T3-E1 cells. As indicated by the markers that are characteristics of the osteoblast phenotype, such as alkaline phosphatase (ALP) activity and calcium deposition, quercetin treatment slightly prevented the $TNF-{\alpha}-induced$ dramatic inhibition of differentiation and mineralization of MC3T3-E1 cells. Further, quercetin inhibited the production of nitric oxide induced by $TNF-{\alpha}$ in the cells. Collectively, our findings indicate that quercetin inhibites $TNF-{\alpha}-induced$ secretion of inflammatory cytokines in differentiated MC3T3-E1 cells without any cytotoxic effects.

• 생명과학회지
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• 제20권4호
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• pp.607-613
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• 2010

솔잎은 항산화력이 우수한 것으로 알려져 있으며, mouse calvaria 유래의 MC3T3-E1 osteoblastic cell은 골세포의 세포 활성과 관련된 연구에서 유용하게 이용되어왔다. 따라서 본 연구에서는 MC3T3-E1 세포를 이용하여 적송잎 용매별 추출물이 세포 증식에 미치는 영향과 ALP 활성 및 조골세포의 골 형성을 위한 필수 인자인 콜라겐 합성의 영향에 대해 검토하였다. 적송잎 추출물의 농도(1, 10 50, $100\;{\mu}g/ml$)에 따른 조골세포 성장에 미치는 영향을 MTT assay로 분석한 결과, proanthocyanidin의 경우 $50\;{\mu}g/ml$ 이상 첨가한 군에서 대조군보다 급격한 증식률을 나타내었다. 에탄올 추출물을 첨가하였을 때 유의적인 증식률이 나타나지 않은 반면, 적송잎 헥산 추출물 처리군에 있어서는 $10\;{\mu}g/ml$ 농도 이상에서 유의적으로 세포증식이 촉진되었다. 적송잎 추출물이 ALP 활성에 미치는 영향을 조사한 결과, 적송잎 추출물이 조골세포의 ALP의 활성을 증가시켜 조골세포의 분화에 영향을 줄 가능성이 제시 되었다. 또한 적송잎의 열수 및 에탄올 추출물보다 헥산 추출물에서 조골세포의 ALP 활성이 증가하여 적송잎의 ALP 활성에 영향을 주는 성분은 수용성 성분보다 지용성 성분인 것으로 추측되었다. 적송잎 추출물이 조골세포의 콜라겐 합성에 미치는 실험결과에서 헥산 추출물뿐만 아니라 열수 추출물에서도 높은 콜라겐 합성능력을 나타내었다. 따라서 단일성분에 의한 것보다 복합적 성분들의 상승작용에 의해 조골세포의 콜라겐 합성이 촉진된 것으로 추측할 수 있다. 적송잎 추출물이 조골세포의 증식, ALP 활성 및 콜라겐 합성을 촉진하여 골 생성에 영향을 줄 수 있는 것이 확인되었으며, 그에 대한 구체적인 기작 연구를 위하여 향후 분자생물학적인 차원에서의 in vitro 및 in vivo 실험을 통한 구체적인 연구가 수행되어야 할 것으로 사료된다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제53권4호
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• pp.347-355
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• 2020

Purpose: Zinc is known to be associated with osteoblast proliferation and differentiation. Osterix as zinc-finger transcription factor is also related to osteoblast differentiation and bone formation. In the present study, we aimed to investigate whether zinc modulates osterix gene and protein expression in osteoblastic MC3T3-E1 cells. Methods: MC3T3-E1 cells were cultured in zinc-dependent concentrations (0, 0.5, 1, 5, or 15 µM Zn), along with osteogenic control (normal osteogenic medium) for 1 and 3 days. The gene and protein expression levels of osterix were analyzed by real-time reverse transcription polymerase chain reaction and Western blotting, respectively. Results: Zinc increased osteoblast proliferation in a concentration-dependent manner at day 1 and 3. Similarly, zinc increased the activity of osteoblast marker enzyme alkaline phosphatase in cells and media in a zinc concentration-dependent manner. Moreover, our results showed that the pattern of osterix gene expression by zinc was down-regulated within the low levels of zinc treatments (0.5-1 µM) at day 1, but it was up-regulated after extended culture period at day 3. Osterix protein expression by zinc showed the similar pattern of gene expression, which down-regulated by low zinc levels at day 1 and up-regulated back at day 3 as the early stage of osteoblast differentiation. Conclusion: Our results suggest that zinc modulates osterix gene and protein expression in osteoblasts, particularly in low level of zinc at early stage of osteoblast differentiation period.

• Nutritional Sciences
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• 제9권4호
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• pp.233-239
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• 2006

Porous matrices of bioactive polymers such as polyglycolic acid (PGA) or polylactic acid (PLA) can be used as scaffolds in bone tissue growth during bone repair process. These polymers are highly porous and serve as a template for the growth and organization of new bone tissues. We evaluated the effect of PGA and PLA polymers on osteoblastic MC3T3-E1 cell extracellular mineralization. MC3T3-E1 cells were cultured in a time-dependent manner -1, 15, 25d as appropriate - for the period of bone formation stages in one of the five culture circumstances, such as normal osteogenic differentiation medium, PGA-plated, fetal bovine serum (FBS)-plated, PGA/FBS-coplated, and PLA-plated For the evaluation of bone formation, minerals (Ca, Mg, Mn) and alkaline phosphatase activity, a marker for osteoblast differentiation, were measured Alizarin Red staining was used for the measurement of extracellular matrix Ca deposit During the culture period, PGA-plated one was reabsorbed into the medium more easily and faster than the PLA-plated one. At day 15, at the middle stage of bone formation, cellular Ca and Mg levels showed higher tendency in PGA- or PLA-plated treatments compared to non-plated control and at day 25, at the early late stage of bone formation, all three cellular Ca, Mg or Mn levels showed higher tendency as in order of PGA-related treatments and PLA-plated treatments, compared to control even without significance. Medium Ca, Mg or Mn levels didn't show any consistent tendency. Cellular ALP activity was higher in the PGA- or PLA-plated treatments compare to normal osteogenic medium treatment PGA-plated and PGA/FBS-plated treatments showed better Ca deposits than other treatments by measurement of Alizarin Red staining, although PLA-plated treatment also showed reasonable Ca deposit. The results of the present study suggest that biodegradable material, PGA and also with less extent for PLA, can be used as a biomaterial for better extracellular matrix mineralization in osteoblastic MC3T3-E1 cells.

• 생명과학회지
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• 제21권2호
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• pp.300-308
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• 2011

톳은 새로운 생리활성 물질을 생산할 수 있는 소재로 각광받고 있으며, mouse calvaria 유래의 MC3T3-E1 세포는 골세포의 세포 활성과 관련된 연구에서 유용하게 이용되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 MC3T3-E1 세포를 이용하여 톳 분획물이 세포 증식에 미치는 영향과 ALP 활성, 조골세포의 골 형성을 위한 필수 인자인 collagen 합성 및 조골세포의 표식인자인 골 석회화 형성능에 미치는 영향에 대해 검토하였다. 각 분획물의 수율은 aqueous 분획물이 47.4%로 가장 높은 수율을 나타내었으며 다음으로 butanol 분획물, methanol 분획물 순으로 나타났으며, hexane 분획물이 4.7%로 가장 낮은 수율을 나타내어 극성 성분의 함유량이 더 높은 것으로 확인되었다. 톳분획물의 농도(1, 10 50, 100 ${\mu}g$/ml)에 따른 조골세포 성장에 미치는 영향을 MTT assay로 분석한 결과, 모든 분획물에서 대조군과 비교하여 120% 정도의 증식률을 나타내었다. 이는 선행연구자에 의한 대두 에탄올 추출물 실험 결과인 최고 117%의 세포 증식률과 비슷한 조골세포 증식유도 결과임을 확인할 수 있었다. 톳 분획물이 ALP 활성에 미치는 영향을 조사한 결과, 톳 분획물 중 hexane 분획물과 butanol 분획물이 조골세포의 ALP 활성을 증가시켰으며, 특히 butanol 분획물은 120% 이상의 ALP 활성을 증가시켜 조골세포의 분화에 영향을 줄 가능성이 제시 되었다. 톳 분획물이 조골세포의 collagen 합성에 미치는 실험결과에서 모든 분획물에서 유의적인 collagen 합성능력을 나타내었다. 또한 조골세포의 골 석회화 형성에 미치는 영향은 methanol 분획물을 제외한 다른 분획물에서 유의적인 형성능을 보였으며, 특히 butanol 분획물을 100 ${\mu}g$/ml 첨가하였을 때는 281.25%, aqueous 분획물을 100 ${\mu}g$/ml 첨가하였을 때는 240.46%로 높은 골 석회화 형성능을 나타냈다. 따라서 톳 분획물이 조골세포의 증식, ALP 활성, collagen 합성 및 골 석회화 형성을 촉진하여 골 생성에 영향을 줄 수 있는 것이 확인되었으며, 구체적인 기작 연구와 in vivo 연구가 병행된다면 골다공증 예방과 관련된 기능성 식품의 천연소재로 개발이 가능하리라 사료된다.

• 한국식품조리과학회:학술대회논문집
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• 한국식품조리과학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.151-151
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• 2005

• 한국식품조리과학회:학술대회논문집
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• 한국식품조리과학회 2005년도 추계학술대회 및 정기총회
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• pp.134-134
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• 2005